5. 线路追踪

本项目将使用灰度模块让 PiCar-X 沿着一条线向前移动。使用深色胶带制作一条尽可能直且 不太弯曲的线路。若 PiCar-X 偏离线路，可能需要进行一些实验调整。

运行代码

cd ~/picar-x/example
sudo python3 5.minecart_plus.py

运行代码后，PiCar-X 将沿着线路向前移动。

代码

备注

您可以 修改/重置/复制/运行/停止 以下代码。但在此之前，需进入源码路径，例如 picar-x/example。修改代码后，您可以直接运行以查看效果。

from picarx import Picarx
from time import sleep

px = Picarx()
# px = Picarx(grayscale_pins=['A0', 'A1', 'A2'])

# 请运行 ./calibration/grayscale_calibration.py 自动校准灰度值
# 或者通过以下代码手动修改参考值
# px.set_line_reference([1400, 1400, 1400])

current_state = None
px_power = 10
offset = 20
last_state = "stop"

def outHandle():
    global last_state, current_state
    if last_state == 'left':
        px.set_dir_servo_angle(-30)
        px.backward(10)
    elif last_state == 'right':
        px.set_dir_servo_angle(30)
        px.backward(10)
    while True:
        gm_val_list = px.get_grayscale_data()
        gm_state = get_status(gm_val_list)
        print("outHandle gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))
        currentSta = gm_state
        if currentSta != last_state:
            break
    sleep(0.001)

def get_status(val_list):
    _state = px.get_line_status(val_list)  # [bool, bool, bool], 0 表示线路，1 表示背景
    if _state == [0, 0, 0]:
        return 'stop'
    elif _state[1] == 1:
        return 'forward'
    elif _state[0] == 1:
        return 'right'
    elif _state[2] == 1:
        return 'left'

if __name__=='__main__':
    try:
        while True:
            gm_val_list = px.get_grayscale_data()
            gm_state = get_status(gm_val_list)
            print("gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))

            if gm_state != "stop":
                last_state = gm_state

            if gm_state == 'forward':
                px.set_dir_servo_angle(0)
                px.forward(px_power)
            elif gm_state == 'left':
                px.set_dir_servo_angle(offset)
                px.forward(px_power)
            elif gm_state == 'right':
                px.set_dir_servo_angle(-offset)
                px.forward(px_power)
            else:
                outHandle()
    finally:
        px.stop()
        print("stop and exit")
        sleep(0.1)

工作原理

该 Python 脚本使用灰度传感器控制 Picarx 机器人小车的导航。以下是其主要组成部分的说明：

• 导入与初始化：

  脚本导入了控制机器人小车的 Picarx 类以及 time 模块中的 sleep 函数，用于添加延时操作。

  创建了 Picarx 的实例，注释行显示了一个使用特定灰度传感器引脚的初始化方法。

  from picarx import Picarx
  from time import sleep
  
  px = Picarx()
  

• 配置与全局变量：

  current_state 、 px_power 、 offset 和 last_state 是用于跟踪和控制小车运动的全局变量。 px_power 设置电机功率， offset 用于调整转向角度。

  current_state = None
  px_power = 10
  offset = 20
  last_state = "stop"
  

• outHandle 函数：

  当小车需要处理“脱线”情况时调用此函数。

  它根据 last_state 调整小车的方向，并检查灰度传感器值以确定新状态。

  def outHandle():
      global last_state, current_state
      if last_state == 'left':
          px.set_dir_servo_angle(-30)
          px.backward(10)
      elif last_state == 'right':
          px.set_dir_servo_angle(30)
          px.backward(10)
      while True:
          gm_val_list = px.get_grayscale_data()
          gm_state = get_status(gm_val_list)
          print("outHandle gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))
          currentSta = gm_state
          if currentSta != last_state:
              break
      sleep(0.001)
  

• get_status 函数：

  此函数解释灰度传感器数据（ val_list ），以确定小车的导航状态。

  根据哪个传感器检测到线路，小车的状态可以是“forward”（前进）、“left”（左转）、“right”（右转）或“stop”（停止）。

  def get_status(val_list):
      _state = px.get_line_status(val_list)  # [bool, bool, bool], 0 表示线路，1 表示背景
      if _state == [0, 0, 0]:
          return 'stop'
      elif _state[1] == 1:
          return 'forward'
      elif _state[0] == 1:
          return 'right'
      elif _state[2] == 1:
          return 'left'
  

• 主循环：

  while True 循环不断检查灰度数据并相应调整小车的运动。

  根据 gm_state，它设置转向角度和运动方向。

  if __name__=='__main__':
      try:
          while True:
              gm_val_list = px.get_grayscale_data()
              gm_state = get_status(gm_val_list)
              print("gm_val_list: %s, %s"%(gm_val_list, gm_state))
  
              if gm_state != "stop":
                  last_state = gm_state
  
              if gm_state == 'forward':
                  px.set_dir_servo_angle(0)
                  px.forward(px_power)
              elif gm_state == 'left':
                  px.set_dir_servo_angle(offset)
                  px.forward(px_power)
              elif gm_state == 'right':
                  px.set_dir_servo_angle(-offset)
                  px.forward(px_power)
              else:
                  outHandle()
  

• 安全与清理：

  try...finally 块确保脚本中断或结束时小车能够安全停止。

  finally:
  px.stop()
  print("stop and exit")
  sleep(0.1)
  

总结，该脚本利用灰度传感器引导 Picarx 机器人小车沿线路导航。它通过连续读取传感器数据来确定方向，并相应调整小车的运动和转向。 outHandle 函数为小车在需要大幅调整路径时提供额外逻辑支持。